JP3858249B2 - 水質浄化堤の構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の浄化水域を取り囲むようにして設置される水質浄化堤の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウオーターフロントにおいてアメニティに富んだ親水空間を確保するためには、水質を浄化して良好な水環境を形成することが不可欠である。
【０００３】
このような水質浄化手段として、いわゆる水質浄化堤が注目されている。
【０００４】
水質浄化堤１は、図５に示すように礫や砕石からなる堤体材２を海底３から台形状に積み上げ、これを所定の被覆石４で被覆したものであり、かかる水質浄化堤１を所定の水域を取り囲むようにして構築しておくと、外水域５の海水は、水質浄化堤１で浄化されて内水域６に流入する。
【０００５】
すなわち、潮の干満や波の作用によって外水域５の海水が内水域６に移動する際、該海水は、水質浄化堤１の堤体材２の間隙を通過するが、そのときに海水中に含まれるプランクトン等の汚濁成分は、堤体材２の表面に付着形成された微生物群からなる生物膜によって付着あるいは捕捉され、さらに礫間に棲息する貝類や甲殻類によって摂取され除去される。
【０００６】
このように、水質浄化堤１は、自然生態系の水質浄化機能によって清浄な水質の内水域を創造できる海岸構造物であることがわかってきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる水質浄化堤１を構築するには大量の堤体材２が必要となり、採石場からの運搬コストとも併せて、調達コストが非常に高くなるという問題を生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、比較的低コストで構築が可能な水質浄化堤の構築方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る水質浄化堤の構築方法は請求項１に記載したように、所定粒径のコンクリート廃材を湿潤風乾し、湿潤風乾処理された前記コンクリート廃材を水底に積み上げて堤体を構築する水質浄化堤の構築方法であって、前記湿潤風乾処理として、風乾処理を行いつつ所定期間ごとに湿潤状態を形成するものである。
【００１０】
また、本発明に係る水質浄化堤の構築方法は、前記湿潤風乾処理の後に風乾処理を行うものである。
また、本発明に係る水質浄化堤の構築方法は、風乾又は湿潤風乾する前に前記コンクリート廃材を洗浄するものである。
【００１１】
本発明に係る水質浄化堤の構築方法においては、コンクリート廃材を所定期間風乾若しくは湿潤風乾し、しかる後に水底に積み上げて堤体を構築する。
【００１２】
このようにコンクリート廃材を風乾若しくは湿潤風乾すると、その間にコンクリート中のアルカリ成分が中和され、水底に積み上げた後でコンクリート中のアルカリ成分が堤内のｐＨを上昇させることはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水質浄化堤の構築方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る水質浄化堤の構築方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態の構築方法は、まず、コンクリート構造物の解体で生じたコンクリート廃材を所定の大きさに粒度調整する（ステップ１０１）。
【００１５】
コンクリート廃材は、クラッシャ等の破砕機を用いて２０ｃｍ乃至３０ｃｍ程度の大きさに粒度調整するのがよい。
【００１６】
次に、粒度調整されたコンクリート廃材１１を図２(a)に示すように例えば岸壁１２に仮置きし、これを風乾する（ステップ１０２）。風乾の期間としては、風乾が終わって海底に積み上げたとき、海水と接触する時間（３〜６時間）内に海水のｐＨ上昇が９程度に抑制されることを基準とし、具体的には、２週間、好ましくは５週間程度を目安とする。
【００１７】
次に、風乾されたコンクリート廃材１１を、図２(b)に示すように海底３に積み上げてほぼ台形状の堤体を構築する（ステップ１０３）。
【００１８】
最後に、堤体であるコンクリート廃材１１を被覆石４で被覆して図５と同様の水質浄化堤とする（ステップ１０４）。
【００１９】
このようにコンクリート廃材１１を堤体材として使用する前に予め風乾するようにすると、コンクリート中のアルカリ成分（Ca(OH)₂など）は、空気中の二酸化炭素によって中和される。そのため、風乾処理されたコンクリート廃材を海底に積み上げても、該コンクリート廃材からアルカリ分が溶出せず、かくして、周囲の海水のｐＨ上昇が抑制される。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態に係る水質浄化堤の構築方法によれば、コンクリート廃材を海底に積み上げる前に予め風乾処理を行うようにしたので、外水域の海水が堤体材であるコンクリート廃材の隙間を通って堤内に流入する際、該コンクリート廃材のアルカリ成分によってｐＨが上昇することはない。
【００２１】
そのため、堤内の海水を生物の棲息に適したｐＨ環境に維持することが可能となり、かくして、コンクリート廃材を通常の砕石や礫に代わる接触ろ材として、水質浄化堤の堤体材に利用することが可能となる。
【００２２】
また、従来、堤体材を採石場にて選別していたため、採石場が遠方にしかない場合には、運搬コストが高くつくことが少なくなかった。しかしながら、本実施形態の構築方法によれば、水質浄化堤を構築する場所に近いコンクリート構造物を利用することができるので、堤体材の運搬コストを軽減することが可能となる。特に、大規模なリゾート開発の一環として水質浄化堤を沖合に構築するようなケースでは、コンクリート廃材を現地にて調達することができるので、運搬コストはさらに軽減される。
【００２３】
なお、コンクリート廃材を処分するという視点から考えれば、コンクリート構造物の解体で生じたコンクリート廃材は、海底に積み上げるという形で最終処分されるため、陸上にて処分用地を確保する必要がなくなり、コンクリート廃材の処分コストを低減することが可能となるとともに、廃棄物処分場の規模を縮小して環境への影響を最小限にとどめることも可能となる。さらに、従来、産業廃棄物として処分されていたコンクリート廃材が水質浄化堤の堤体材として再利用されることとなり、資源の有効利用に寄与する。
【００２４】
本実施形態では、破砕機で粒度調整されたコンクリート廃材をすぐに風乾するようにしたが、コンクリート廃材を粒度調整した後に水道水、海水等で洗浄し、しかる後に風乾するようにしてもよい。かかる構成により、粒度調整工程においてコンクリート廃材表面に付着したアルカリ成分が除去されるので、風乾の期間を短縮することが可能となる。
【００２５】
また、本実施形態では、コンクリート廃材を予め粒度調整するようにしたが、産業廃棄物としての取扱いの都合でたまたま２０ｃｍ〜３０ｃｍ程度に粒度調整されていれば、あらためて粒度調整する必要はないことは言うまでもない。
【００２６】
また、本実施形態では、コンクリート構造物の解体によって生じたコンクリート廃材を利用するようにしたが、これに代えて震災で損壊したコンクリート構造物のコンクリート廃材を利用するようにしてもよい。
【００２７】
また、本実施形態では、コンクリート廃材を風乾処理するようにしたが、これに代えて湿潤風乾するようにしてもよい。
【００２８】
図３は、かかる変形例に係る水質浄化堤の構築方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本変形例の構築方法も、コンクリート構造物の解体で生じたコンクリート廃材を所定の大きさに粒度調整し（ステップ１１１）、次いで、粒度調整されたコンクリート廃材を図２(a)と同様に例えば岸壁１２に仮置きするが、本変形例では、該コンクリート廃材を湿潤風乾する（ステップ１１２）。湿潤風乾の期間は２週間程度を目安とする。
【００２９】
それ以降の手順については、上述の実施形態と同様、湿潤風乾されたコンクリート廃材を、図２(b)と同様に海底３に積み上げてほぼ台形状の堤体を構築し（ステップ１１３）、最後に、堤体であるコンクリート廃材を被覆石４で被覆して水質浄化堤とする（ステップ１１４）。
【００３０】
このようにコンクリート廃材を堤体材として使用する前に予め湿潤風乾するようにしてもコンクリート中のアルカリ成分が中和されるので、風乾処理の場合と同様、海水が内水域に移動する際の海水のｐＨ上昇を抑えることができるとともに、堤体材の調達コストやコンクリート廃材の処分コストに関して上述したと同様の効果を奏するが、本変形例ではさらに、アルカリ成分の中和反応が風乾処理よりも促進されるという効果を奏し、したがって、風乾処理のときよりも養生期間を短縮することが可能となる。
【００３１】
なお、かかる湿潤風乾の後にさらに通常の風乾処理を行うようにしてもよい。かかる構成により、コンクリート廃材のアルカリ分をより完全に中和させることが可能となる。
【００３２】
次に、コンクリート廃材の海水投入によるｐＨの変動に関して以下の室内実験を行ったのでその概略を説明する。
【００３３】
実験には、モルタルテストピースを破砕機で５〜２０ｍｍ程度に粉砕してから所定の前処理を施して供試材とし、該供試材0.2リットルを２リットルの海水に密閉状態にて浸漬し、海水のｐＨ変動およびアルカリ度の変動を観察した。
【００３４】
ここで、供試材としては、粉砕しただけのもの（供試材１）、粉砕後表面を海水洗浄しただけのもの（供試材２）、粉砕後表面を水道水で洗浄して２週間風乾したもの（供試材３）、粉砕後表面を水道水で洗浄して５週間風乾したもの（供試材４）、粉砕後表面を水道水で洗浄し、その後２週間にわたって３日に１回霧吹きで湿潤風乾養生したもの（供試材５）、粉砕後表面を水道水で洗浄し、その後２週間にわたって３日に１回霧吹きで湿潤風乾養生し、その後さらに３週間風乾したもの（供試材６）の計６種類を作成した。
【００３５】
実験結果を図４に示す。まず、図４(a)は、海水のアルカリ度の経時変化を示したグラフである。かかるグラフからわかるように、風乾を行わなかった供試材１および供試材２は、1.5ヶ月経過するとアルカリ度が25(meq /リットル)以上に上昇するのに対し、５週風乾した供試材４、２週湿潤風乾した供試材５および２週湿潤風乾後に３週風乾した供試材６はほとんど上昇しなかった。
【００３６】
図４(b)は、供試材１ｍ³ あたりのアルカリ溶出量を示したグラフである。かかるグラフからわかるように、風乾を行わなかった供試材１および供試材２に比べ、風乾若しくは湿潤風乾を行った供試材３、供試材４、供試材５および供試材６のアルカリ溶出量は少なく、特に供試材４〜６についてはその量はきわめて少なかった。
【００３７】
図４(c)は投入初期の海水のｐＨ変動を示したグラフである。同グラフでわかるように、風乾を行わなかった供試材１および供試材２は、浸漬時間が３時間を経過すると海水のｐＨが9.5以上に達し、５〜６時間経過するとｐＨ１０付近まで上昇したが、風乾若しくは湿潤風乾を行った供試材３、供試材４、供試材５および供試材６では、４時間経過してもｐＨ９程度に抑制され、特に供試材４〜６については、６時間経過してもｐＨ９以下であった。
【００３８】
以上の実験結果から、風乾を２週間以上行えば海水のｐＨ上昇は９程度に抑制され、特に５週風乾、あるいは２週湿潤風乾を行ったものは、９以下に抑制されることがわかった。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る水質浄化堤の構築方法は、所定粒径のコンクリート廃材を風乾し、風乾処理された前記コンクリート廃材を水底に積み上げて堤体を構築するようにしたので、コンクリート廃材を従来の砕石や礫に代わる接触ろ材として水質浄化堤の堤体材に使用することが可能となる。
【００４０】
また、本発明に係る水質浄化堤の構築方法は、所定粒径のコンクリート廃材を湿潤風乾し、湿潤風乾処理された前記コンクリート廃材を水底に積み上げて堤体を構築するようにしたので、コンクリート廃材を従来の砕石や礫に代わる接触ろ材として水質浄化堤の堤体材に使用することが可能となる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る水質浄化堤の構築方法の手順を示したフローチャート。
【図２】本実施形態に係る水質浄化堤の構築方法を実施している様子を示した図であり、(a)はコンクリート廃材を岸壁に仮置きして風乾している様子を示した図、(b)は風乾が終了したコンクリート廃材を海底に積み上げている様子を示した断面図。
【図３】本実施形態の変形例に係る水質浄化堤の構築方法の手順を示したフローチャート。
【図４】室内実験結果を示したグラフであり、(a)は海水のアルカリ度の変動、(b)はアルカリ溶出量、(c)は海水のｐＨ変動をそれぞれ示したグラフ。
【図５】従来の水質浄化堤を示した断面図。
【符号の説明】
１１ コンクリート廃材
３ 海底（水底）

Claims (3)

1. 所定粒径のコンクリート廃材を湿潤風乾し、湿潤風乾処理された前記コンクリート廃材を水底に積み上げて堤体を構築する水質浄化堤の構築方法であって、前記湿潤風乾処理として、風乾処理を行いつつ所定期間ごとに湿潤状態を形成することを特徴とする水質浄化堤の構築方法。
2. 前記湿潤風乾処理の後に風乾処理を行う請求項１記載の水質浄化堤の構築方法。
3. 風乾又は湿潤風乾する前に前記コンクリート廃材を洗浄する請求項１又は請求項２記載の水質浄化堤の構築方法。

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